配电网综合自动化技术 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1电力系统的基本概念 1

1.1.1电力系统的组成 1

1.1.2各种新能源发电形式 2

1.1.3节能减排形势下的绿色低碳建筑应用 6

1.2配电管理系统 7

1.3配电网自动化系统的总体构成 9

1.3.1小型配电自动化系统的构成 9

1.3.2中型配电自动化系统的构成 10

1.3.3大型配电自动化系统的构成 11

1.3.4配电自动化系统的基本功能 12

1.4实现配电自动化的意义 12

1.5配电自动化的现状与发展情况 17

1.5.1国外配电自动化发展及现状 17

1.5.2我国配电自动化的发展现状 18

1.6配电自动化的难点 19

1.7配电自动化建设经验教训及当前研究热点 21

1.7.1配电自动化建设经验教训 21

1.7.2配电自动化建设当前研究热点和重点 22

1.8要点掌握 22

思考题 23

第2章 配电网 24

2.1我国配电网的特点和历史建设情况 24

2.1.1配电网的特点 24

2.1.2我国配电网建设情况及发展战略目标 25

2.2智能电网形势下的配电网建设 25

2.2.1坚强智能电网概念的提出及规划 25

2.2.2基于配电自动化的智能配电网建设 26

2.2.3智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准 26

2.3有源配电网 27

2.3.1概述 27

2.3.2分布式电源接入配电网的好处 27

2.3.3分布式电源接入配电网后需要注意的问题 28

2.3.4分布式电源接入配电网的要求 29

2.4配电网的中性点运行方式 29

2.4.1中性点接地方式分类及比较 29

2.4.2经消弧线圈接地系统的3种补偿方式 30

2.5配电网涉及的一次设备——开关 31

2.5.1开关设备的灭弧介质无油化历程 31

2.5.2典型开关设备介绍 31

2.6配电网涉及的一次设备——环网柜 33

2.6.1概述 33

2.6.2环网柜的分类 34

2.6.3典型环网柜介绍 34

2.7配电网涉及的一次设备——变压器 35

2.7.1变压器的分类 35

2.7.2新型节能变压器 36

2.8配电线路 36

2.8.1架空线路 36

2.8.2电缆线路 37

2.8.3配电线路的节能 38

2.9配电网络拓扑形式及馈线故障处理 39

2.9.1配电网络的拓扑形式及实际应用案例 39

2.9.2馈线故障的处理 44

2.10要点掌握 46

思考题 46

第3章 配电终端——FTU 47

3.1 FTU的基本概念 47

3.2 FTU的功能 47

3.3 SD-2210型FTU的总体结构及特点 49

3.3.1 SD-2210型FTU的原理框图 49

3.3.2 SD-2210型FTU的总体特点 49

3.4 SD-2210型FTU的TMS320F206DSP硬件介绍 50

3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特点 50

3.4.2 TMS32OF206存储器映射 50

3.4.3 TMS320F206 DSP片上外设 52

3.4.4 TMS320F206 DSP外部中断 53

3.4.5 TMS32OF206 DSP命令寄存器 53

3.4.6 TMS320F206 DSP复位 54

3.4.7 SD-2210型FTU模拟信号输入 54

3.4.8 SD-2210型FTU数字量输入输出 54

3.4.9 SD-2210型FFU异步串行通信 54

3.5直流采样和交流采样 56

3.5.1直流采样 56

3.5.2交流采样 56

3.6开关量输入电路 57

3.6.1隔离电路 57

3.6.2去抖电路 58

3.7开关量输出电路 59

3.8模拟量输入电路 60

3.8.1基于逐次逼近型A-D转换的模拟量输入电路 60

3.8.2 2×4通道14位高速A-D转换芯片MAX125及其应用 62

3.9模拟量输出电路 69

3.10傅里叶算法 69

3.11要点掌握 70

思考题 71

第4章 其他配电终端 72

4.1 DTU 72

4.1.1 DTU的概念及功能 72

4.1.2 DTU备自投的实现 72

4.1.3开闭所DTU与馈线终端FTU的比较 73

4.1.4环网柜DTU与开闭所DTU的比较 74

4.1.5开闭所DTU与变电站RTU的比较 74

4.2 TTU 74

4.2.1 TTU的概念及功能 74

4.2.2 TTU的无功补偿功能 75

4.3站控终端 76

4.3.1站控终端的概念及功能 76

4.3.2子站的设置 77

4.3.3站控终端与FTU、 TTU、 DTU的比较 77

4.4要点掌握 78

思考题 78

第5章 通信系统 79

5.1引言 79

5.1.1远动的基本概念 79

5.1.2典型数据通信系统的组成 79

5.1.3数据传输的同步 81

5.1.4通信工作方式 82

5.2调制解调 82

5.3差错控制 85

5.3.1产生差错的原因 85

5.3.2抗干扰编码 86

5.3.3差错控制的几种方式 86

5.3.4几种常用的抗干扰编码 89

5.4通信规约 93

5.4.1通信规约的概念 93

5.4.2循环式通信规约 94

5.4.3问答式通信规约 94

5.5常用通信方式 95

5.5.1概述 95

5.5.2配电线载波通信 96

5.5.3光纤通信 100

5.5.4脉动控制 103

5.5.5工频控制 103

5.5.6电话专线 104

5.5.7现场总线 104

5.5.8 RS485串行总线 105

5.5.9无线扩频 105

5.5.10甚高频通信（数传电台通信） 106

5.5.11特高频通信 106

5.5.12微波通信 107

5.5.13卫星通信 108

5.5.14调幅广播 108

5.5.15 调频辅助通信业务 109

5.6要点掌握 109

思考题 110

第6章 馈线自动化 111

6.1智能配电网的自愈与馈线自动化 111

6.1.1自愈的概念 111

6.1.2自愈控制 111

6.1.3实现自愈的条件和关键技术 112

6.1.4馈线自动化的功能与类型 112

6.2馈线自动化的发展历程 113

6.2.1第一阶段——不分段、不拉手（传统模式）阶段 113

6.2.2第二阶段——馈线分段、拉手、无自动化阶段 115

6.2.3第三阶段——自动分段、馈线自动化阶段 117

6.3重合器 119

6.3.1重合器的概念 119

6.3.2重合器的分类 119

6.3.3重合器与普通断路器的比较 120

6.3.4重合器的应用场合 121

6.3.5重合器实例 121

6.4分段器 123

6.4.1概念 123

6.4.2电压一时间型分段器原理接线 123

6.4.3电压一时间型分段器的参数 124

6.4.4电流一时间型分段器 125

6.5重合器与电压一时间型分段器配合 125

6.5.1辐射状网的故障处理 125

6.5.2环状网的故障处理 129

6.5.3分段开关和联络开关的时限整定 132

6.6重合器与过电流脉冲计数型分段器配合 134

6.6.1永久性故障的处理 134

6.6.2瞬时性故障的处理 135

6.7基于FTU的馈线自动化 136

6.7.1基于FTU的馈线自动化系统构成 136

6.7.2基于FTU的馈线自动化系统的功能 137

6.8两种馈线自动化的比较 138

6.8.1基于重合器一分段器的就地控制方案 138

6.8.2基于FTU和通信网络的远方控制方案 138

6.9要点掌握 139

思考题 140

第7章 配电网单相接地故障选线 141

7.1概述 141

7.1.1 NUGS单相接地故障选线的国外、国内研究现状 141

7.1.2利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法 142

7.1.3利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法 144

7.1.4其他方法 144

7.1.5意义 145

7.2 NUGS单相接地故障理论分析 146

7.2.1 NUGS单相接地故障的稳态基波分析 146

7.2.2 NUGS单相接地故障的稳态谐波分析 150

7.2.3 NUGS单相接地故障的暂态分析 151

7.2.4 NUGS单相接地故障选段研究 152

7.3 NUGS单相接地故障实验研究——选线方案确定 153

7.3.1动态模型的建立 153

7.3.2稳态实验记录及分析 154

7.3.3暂态实验记录及分析 157

7.3.4 NUS选线方案的确定 159

7.3.5 NES选线方案的确定 160

7.4软件设计 162

7.4.1开发语言和工具介绍 162

7.4.2 NUS系统选线下位机软件设计 167

7.4.3 NUS系统选线上位机软件设计 169

7.4.4 NES系统选线下位机软件设计 172

7.4.5 NES系统选线上位机软件设计 173

7.5 NUGS选线方案验证实验 176

7.5.1优化模型 176

7.5.2 NUS的选线验证实验 176

7.5.3 NES的选线验证实验 180

7.6要点掌握 184

思考题 186

第8章 远方抄表与电能计费系统 187

8.1电能表的发展和现状 187

8.2抄表计费的几种方式 188

8.3预付费电能计费方式 189

8.3.1预付费电能表的种类及特点 189

8.3.2采用IC卡电能表的预付费电能计费系统 190

8.4自动抄表技术——本地自动抄表 192

8.4.1本地自动抄表的两种数据采集方式 192

8.4.2抄表机简介 193

8.4.3国内主流抄表机型实例——振中TP900系列抄表机 193

8.5自动抄表技术——远程自动抄表 194

8.5.1远程自动抄表的含义及发展 194

8.5.2远程自动抄表系统的组成 194

8.5.3远程自动抄表系统典型案例 197

8.5.4利用远程自动抄表技术实现防窃电 199

8.5.5自动抄表与预付费的比较 200

8.6要点掌握 200

思考题 201

第9章 主站系统 202

9.1主站系统的设计原则 202

9.2主站系统的硬件构成 203

9.2.1较小规模主站系统配置 203

9.2.2较大规模主站系统配置 205

9.3主站系统的软件构成 207

9.3.1操作系统软件 207

9.3.2支撑软件 208

9.3.3高级应用软件 209

9.4要点掌握 213

思考题 213

第10章 配电网SCADA系统 214

10.1配电网SCADA系统的特点 214

10.2配电网SCADA系统组织的基本方式 215

10.2.1配电网SCADA系统测控对象 215

10.2.2区域站的设置方法 215

10.2.3体系结构 216

10.3配电网SCADA系统的功能 217

10.4智能用电小区 222

10.4.1智能小区概述 222

10.4.2智能用电的发展目标 223

10.4.3系统构成 223

10.4.4智能小区应用实例 224

10.5要点掌握 225

思考题 225

第11章 配电图资地理信息系统 226

11.1概述 226

11.2 GIS的发展 226

11.3 GIS在电力行业的应用现状及难点 228

11.4 GIS的组成 229

11.5 GIS功能的实现方法 231

11.6 AM/FM/GIS的离线、在线实际应用 231

11.6.1 AM/FM/GIS在配电网中离线方面的应用 232

11.6.2 AM/FM/GIS在配电网中在线方面的应用 233

11.7 GIS的功能演示案例 233

11.8要点掌握 238

思考题 238

第12章负荷控制和管理系统 239

12.1负荷控制和管理的概念及经济效益 239

12.2负荷特性优化的主要措施 240

12.2.1经济措施 240

12.2.2行政措施 241

12.2.3宣传措施 242

12.2.4技术措施 242

12.3负荷控制系统的基本结构和功能 244

12.3.1负荷控制终端 244

12.3.2负荷控制中心 246

12.4各种负荷控制系统原理及比较 247

12.4.1负荷控制系统的分类 247

12.4.2 GSM/GPRS公用通信电力负荷控制系统 248

12.4.3无线电电力负荷控制系统 249

12.4.4音频电力负荷控制系统 251

12.4.5配电线载波电力负荷控制系统 251

12.4.6工频电力负荷控制系统 252

12.4.7有线电话电力负荷控制系统 252

12.5要点掌握 252

思考题 252

第13章 配电自动化的实际案例 253

13.1概述 253

13.2配电自动化的主要功能 254

13.3配电自动化系统体系结构 254

13.4配电自动化SCADA系统 256

13.4.1网络安全方案 256

13.4.2系统硬件配置 256

13.4.3软件系统结构 257

13.4.4配电SCADA功能 258

13.5配电自动化通信系统 259

13.6馈线自动化解决方案 261

13.7配电地理信息管理功能 264

13.8配电自动化高级应用软件 267

第14章 实验部分 269

14.1电力系统综合实验方案一 269

14.1.1实验系统简介 269

14.1.2多台实验系统联网的实验 270

14.1.3设备清单 276

14.2电力系统综合实验方案二（供配电部分） 278

14.2.1实验系统简介 278

14.2.2实验系统外观 278

14.2.3多台实验系统联网的实验 280

14.2.4设备清单 283

14.3应用实例——TQGD-Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统 285

14.3.1概述 285

14.3.2系统组成 286

14.3.3实验模式 288

14.3.4实验项目 290

14.3.5实验系统中主要设备的技术指标 292

14.3.6设备实物图 293

参考文献 295